Danny Ocean (Clooney), Tess (Roberts) y su banda vuelven a formar equipo. Esta vez el golpe será múltiple: tres espectaculares atracos en tres lugares diferentes, Roma, París y Ámsterdam. En Ámsterdam, el premio es un Rembrandt. Mientras tanto, el propietario del casino de Las Vegas Terry Benedict (García), a quien Ocean y su banda robaron en una ocasión, no ha renunciado a vengarse de ellos

Danny Ocean es un carismático ladrón que, tan sólo 24 horas después de cumplir una larga condena en prisión, ya está planeando su próximo delito. Su objetivo: realizar el mayor atraco de casinos de la historia. Para ello formará un equipo de once hombres, cada uno de ellos el mejor en su campo. Sin embargo surgirá un problema inesperado: el dueño de los locales, Terry Benedic, está saliendo con Tess, su ex-mujer.

Un acaudalado y frío hombre de negocios conoce en Hollywood Boulevard a una joven y atractiva prostituta a la que alquila durante una semana para que sea su acompañante en sus cenas con los clientes. Para ello la chica se verá sometida a todo un cambio de look tras el que nadie podrá ver, a simple vista, que es una chica de la calle.